铜是精密注塑模具加工厂电火花加工中广泛使用的电极质料。许多人认为石墨质料只有在制造大电极和模具加工要求不高或不粗拙时才气成为替代质料。
石墨与铜在注塑模具电火花加工中的特性比力:
(1)电火花加工速度
石墨是一种非金属质料,具有很高的熔点,能够蒙受较大的电流设定条件。当放电面积和电极尺寸较大时,石墨质料高效粗加工的优越性更显着。石墨的导热系数是铜的1/3。放电历程中发生的热量可以更有效地去除金属质料。因此,在中、细加工中,石墨电极的加工效率高于铜电极。凭据工艺经验,在正确的使用条件下,石墨电极的放电加工速度是铜电极的1.5~2倍。
(2)电极损耗
石墨电极具有蒙受大电流的特点。此外,在适当的粗加工条件下,在腐蚀历程中对碳质钢工件进行了加工,在高温下加工出剖析液中发生的碳。颗粒在极性的作用下,部门电极和碳颗粒会附着在电极外貌形成掩护层,从而保证石墨电极在粗加工历程中的损耗极小,甚至“零损耗”。电火花加工的主要电极损耗是粗加工造成的,在一定条件下精加工磨损率较高,但由于加工余量不大,整体加工损耗较小。大电流粗化时石墨电极的损耗一般比铜电极小,精加工损耗可能略大于铜电极,两者的电极损耗相当。
(3)模具外貌质量
石墨质料的粒径直接影响电火花加工历程的外貌粗拙度,直径越小,外貌粗拙度值越低。几年前,使用粒径为φ5μm的石墨质料,电火花加工的最佳外貌只能到达VDI 18(Ra 0.8μm)。目前石墨质料的粒径可达φ3μm,电火花加工的最佳外貌可稳定地到达VDI 12(Ra 0.4μm)或较细的水平。该铜质料电阻率低,结构紧凑,易通过电火花加工获得稳定的加工状态,在困难条件下加工稳定,外貌粗拙度可小于Ra 0.1μm,可镜像电火花加工。。可以看出,如果电火花加工追求极精细的外貌,则接纳铜质料作为电极更为合适,这是铜电极相对于石墨电极的主要优点。然而,在大电流条件下,电极外貌容易粗拙甚至开裂,但石墨质料不存在这一问题。对于具有VDI 26(Ra2.0μm)加工外貌粗拙度要求的型腔,接纳石墨电极完成由粗到细的加工历程,到达均匀的图形效果,外貌不会泛起缺陷。此外,由于石墨和铜的结构差异,石墨电极外貌放电的腐蚀点比铜电极更有纪律。因此,当加工相同外貌粗拙度的VDI 20及以上时,用石墨电极(精密模具)加工的工件外貌更呈粒状。结果讲明,这种晶粒效应优于铜电极的放电外貌效应。
石墨质料的热膨胀系数较小,铜质料的热膨胀系数是石墨质料的4倍。因此,在放电加工中,石墨电极比铜电极不易变形,加工精度更稳定可靠。特别是在深窄肋加工历程中,局部高温倾向于使铜电极弯曲变形,而石墨电极则不发生弯曲变形。对于高宽比力大的铜电极,在加工历程中必须对一定的热膨胀值进行赔偿。尺寸被修正,石墨电极是不需要的。
石墨质料的力学性能较好,抗切削性能仅为铜的1/4。在正确的工艺条件下,球磨石墨电极的效率是铜电极的2~3倍。石墨电极易于清除,通常由多个电极完成的工件可设计为单一电极进行加工。石墨质料奇特的颗粒结构使电极在球磨后不起毛刺,倒霉于去除庞大形状的毛刺。它直接消除了人工抛光历程,制止了抛光引起的形状变化。需要注意的是,石墨是一种积尘,在球磨石墨时会发生大量的粉尘,因此铣床必须有密封和真空装置。如果要用电火花线切割石墨电极,加工性能不如铜,切削速度比铜慢40%左右。
所述石墨质料具有良好的附着力,使用导电粘合剂将石墨与夹具结合在一起,可使电极被研磨和排出,从而消除了加工电极质料上螺旋孔的历程,从而节省了事情时间。石墨质料比力脆,特别是较小、窄、长的电极,在使用历程中很容易受到外力的影响而断裂,但人们马上就知道电极被破坏了。如果它是铜电极,它只会弯曲而不会断裂。这种情况很是危险,在使用历程中很难找到,很容易导致工件报废。
铜质料是不行再生资源,价钱走势将变得越来越昂贵,石墨质料的价钱趋于稳定。近年来,铜质料价钱不停上涨,各大石墨生产商不停革新石墨生产工艺,使其更具成本效益。